محققان موسسه تحقیقات فناوری مواد شیمیایی کره موفق به توسعه فیلتر ماسک تنفس پذیر، موثر و زیست تجزیه پذیر شده اند.
به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، با شیوع پاندمی کووید-19 تقاضا برای ماسک های صورت افزایش چشمگیری داشته است. در واقع روزانه حدود 10 میلیون ماسک یک بار مصرف در کره دور ریخته شده و طبق برآوردها حدود 129 میلیارد ماسک صورت یک بار مصرف ماهانه در جهان مصرف می شود.
این ماسک ها نه تنها به دلیل پلی پروپیلن(یک پلاستیک تجزیه ناپذیر) تشکیل دهنده آن ها غیر قابل بازیافت و ناپایدار هستند بلکه فیلترهای الکترواستاتیک متداول در آن ها نیز در معرض رطوبت عملکرد خود را از دست می دهند و فیلترهای مبتنی بر نانوالک نیز خیلی زود دچار انسداد منافذ می شوند.
برای رفع این مشکلات یک تیم از مرکز تحقیقات بیوشیمی موسسه فناوری مواد شیمیایی کره، فیلترهای با کارایی بالا برای استفاده در ماسک های صورت طراحی کرده است که در برابر رطوبت مقاوم بوده، زیست تجزیه پذیر است و از تنفس پذیری بالایی برخوردار می باشد.
ماسک های متداول از پلی پروپیلن تهیه می شوند که باعث افزایش ضایعات پلاستیکی می شود و از آن جایی که این ماسک ها قابل بازیافت نیستند باید ماسک های جمع شده را به زمین های دفن زباله ریخت و یا آن ها را سوزاند. سوزاندن به دلیل مشکل آلودگی هوا چندان ساده نیست و زمین های دفن زباله نیز در کشورهایی مانند کره جنوبی از زباله اشباع شده اند.
تیم تحقیقاتی فیلترهای جدید را در یک فرایند سه مرحله ای تولید کرده است. نخست یک پارچه بی بافت با استفاده از یک پلاستیک زیست تجزیه پذیر به نام پلی بوتیلن سوکسینات(PBS) و به روش الکتروریسی تشکیل می شود. پلی بوتیلن سوکسینات در یک حلال آلی حل می شوند و محلولی را تشکیل می دهد که به آرامی از درون سرنگی که به سر آن میدان الکتریکی اعمال شده است، عبور می کند.
نیروی میدان الکتریکی باعث افتادن الیاف پنبه ای فوق ظریف آب نبات مانند (با قطر چند میکرومتر) از سر سرنگ به روی زمین می شود. الیافی که بر روی هم جمع می شوند با گذشت زمان یک پارچه بی بافت را شکل می دهند.
مرحله دوم این فرایند شامل آماده سازی محلول نانوویسکر کیتوسان است و در مرحله سوم یا آخر نیز این محلول به ماسک اضافه می شود. به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، نانوویسکرهای کیتوسان از ضایعات پوسته ای سخت پوستان نظیرخرچنگ، میگو و خرچنگ دریایی تهیه می شود. از اسیدهای ضعیف برای تجزیه کربنات کلسیم و سپس از بازهای ضعیف برای تجزیه پروتئین های موجود در پوسته استفاده می شود. پس از آن می توان نانوویسکرهای کیتوسان باقیمانده را در آب حل کرد و یک محلول به دست آورد.
در پایان پلی بوتیلن سوکسینات در محلول آبی نانوویسکر کیتوسان غوطه ور شده و سپس خشک می شود. منسوج بی بافت به تنهایی قادر به فیلتر کردن ذرات است و اضافه کردن محلول کیتوسان به آن باعث می شود تا عملکرد فیلتراسیون افزایش یابد و با ایجاد یک بار مثبت دایمی امکان جذب ذرات ریز حتی در شرایط مرطوب را نیز فراهم می کند.
بنا بر ادعای تیم تحقیقاتی عملکرد این ماسک ها مشابه ماسک های N95 است و قادرند 98/3 درصد ذرات mµ2/5 را فیلتر کنند.
علاوه بر آن فیلترهای جدید حتی پس از غوطه وری در آب نیز عملکرد خود را حفظ می کنند. این بدان معناست که ماسک ها تا مدت زمان طولانی خاصیت خود را از دست نمی دهند و قابل استفاده مجدد هستند. در نتیجه تیم تحقیقاتی امیدوار است که ماسک های جدید به کاهش عفونت ناشی از کووید-19 کمک کنند.
یکی دیگر از مزیت های ماسک های جدید این است که پس از گذشت چهار هفته در خاک تجزیه می شود و محتویات آن(پلی بوتیلن سوکسینات و نانوویسکرهای کیتوسان) هر دو در دسترس و نسبتا اقتصادی هستند.